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講演抄録/キーワード
講演名 2013-04-26 16:15
3D流体解析用FPGAシステムの構築
藤浪健太杉浦 彰山口佳樹児玉祐悦筑波大CPSY2013-7 DC2013-7
抄録 (和) 流体シミュレーションは,液体流動などの基礎的な事例からバイオや航空宇宙工学などの応用事例まで多岐にわたり利用されている.現在,大規模流体シミュレータが取り扱うシミュレーション空間の大きさは100億格子点以上であり,その計算は最新GPUを使用した場合でも,数年を要する規模である.一方,1000ノードを超えるGPUによる並列計算にも限界があり,専用ハードウェアによる抜本的な解決が強く望まれている.
そこで本研究では,FPGAを用いた格子法の直接ハードウェア化により,この解決を目指す.実験環境では,FPGAはPCIeで接続されたホスト計算機とDMA転送によりデータ通信を行う.また,FPGAボード上のDDR3 SDRAMの利用し,$512times 512times 64$の大きさを実装している.計算時間は,1 世代あたり$8.065times 10^{-3}$秒であり,汎用CPUと比較し十分な速度向上を確認できた. 
(英) The fluid computation is widely used in sciences and engineering. In general, these computations require the huge simulation box. If the huge lattice system is computed on one single GPU, it will take several years. Therefore, we have to discuss not only cluster computing but also specialized hardware system for reducing computational time and cost. This paper presents one single FPGA achieved 100-fold speedup compared with one general-purpose CPU. The experimental system can treat $512times 512times 64$ lattice system with one DDR3 SDRAM module. We regard this approach as a solution for expanding these simulation uses, and the details are discussed.
キーワード (和) 流体シミュレーション / Field Programmable Gate Array / 格子ガスオートマトン法 / FCHCモデル / ILGモデル / / /  
(英) Fluid computation / Field Programmable Gate Array / Lattice gas automaton method / FCHC model / ILG model / / /  
文献情報 信学技報, vol. 113, no. 21, CPSY2013-7, pp. 37-42, 2013年4月.
資料番号 CPSY2013-7 
発行日 2013-04-19 (CPSY, DC) 
ISSN Print edition: ISSN 0913-5685    Online edition: ISSN 2432-6380
著作権に
ついて
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します.(許諾番号:10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034)
PDFダウンロード CPSY2013-7 DC2013-7

研究会情報
研究会 DC CPSY  
開催期間 2013-04-26 - 2013-04-26 
開催地(和) 首都大学東京秋葉原サテライトキャンパス 
開催地(英)  
テーマ(和) ディペンダブルコンピューティングシステムおよび一般 
テーマ(英)  
講演論文情報の詳細
申込み研究会 CPSY 
会議コード 2013-04-DC-CPSY 
本文の言語 日本語 
タイトル(和) 3D流体解析用FPGAシステムの構築 
サブタイトル(和)  
タイトル(英) A study for implementing a 3D fluid simulation on an FPGA 
サブタイトル(英)  
キーワード(1)(和/英) 流体シミュレーション / Fluid computation  
キーワード(2)(和/英) Field Programmable Gate Array / Field Programmable Gate Array  
キーワード(3)(和/英) 格子ガスオートマトン法 / Lattice gas automaton method  
キーワード(4)(和/英) FCHCモデル / FCHC model  
キーワード(5)(和/英) ILGモデル / ILG model  
キーワード(6)(和/英) /  
キーワード(7)(和/英) /  
キーワード(8)(和/英) /  
第1著者 氏名(和/英/ヨミ) 藤浪 健太 / Kenta Fujinami / フジナミ ケンタ
第1著者 所属(和/英) 筑波大学 (略称: 筑波大)
University of Tsukuba (略称: Univ. of Tsukuba)
第2著者 氏名(和/英/ヨミ) 杉浦 彰 / Akira Sugiura / スギウラ アキラ
第2著者 所属(和/英) 筑波大学 (略称: 筑波大)
University of Tsukuba (略称: Univ. of Tsukuba)
第3著者 氏名(和/英/ヨミ) 山口 佳樹 / Yoshiki Yamaguchi / ヤマグチ ヨシキ
第3著者 所属(和/英) 筑波大学 (略称: 筑波大)
University of Tsukuba (略称: Univ. of Tsukuba)
第4著者 氏名(和/英/ヨミ) 児玉 祐悦 / Yuetsu Kodama / コダマ ユウエツ
第4著者 所属(和/英) 筑波大学 (略称: 筑波大)
University of Tsukuba (略称: Univ. of Tsukuba)
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講演者 第1著者 
発表日時 2013-04-26 16:15:00 
発表時間 25分 
申込先研究会 CPSY 
資料番号 CPSY2013-7, DC2013-7 
巻番号(vol) vol.113 
号番号(no) no.21(CPSY), no.22(DC) 
ページ範囲 pp.37-42 
ページ数
発行日 2013-04-19 (CPSY, DC) 


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